DE602004010187T2 - Dynamischer hochleistungsspiegel - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Das Gebiet der Erfindung sind Laserdrucker.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bei Laserdruckern tastet ein modulierter Lichtstrahl (oder eine Anzahl von Strahlen) die Oberfläche einer sich bewegenden fotoempfindlichen Oberfläche, so wie eines rotierenden zylindrischen Fotorezeptors, ab, um ein Bild zu erzeugen. Der Lichtstrahl tastet die Oberfläche typischerweise in der Axial-(Abtast-)Richtung ab, um jede Zeile des Bildes zu erzeugen, während sich der Zylinder dreht, so dass jede Zeile auf einen verschiedenen Quer-Abtast-Ort auf der Oberfläche fällt. Bei manchen Systemen werden mehrere Zeilen simultan abgetastet.
  • Die US-Patentschrift 5 268 687 , erteilt für Peled et al., beschreibt einen Drucker, bei welchem Fehler in der Drehposition des Zylinders oder in der zeitlichen Lage der Abtastung kompensiert werden durch Reflektieren des Lichtstrahls von einem beweglichen Spiegel, welcher die Quer-Abtast-Position des Lichtstrahls justiert. 1 der vorliegenden Anmeldung zeigt 1 der Peled et al. Patentschrift. Die Figur zeigt einen Zylinder 108, eine Quelle 110 für einen Lichtstrahl 111, und einen beweglichen Spiegel 112, der montiert ist zwischen einem Lager 114 und einem Servo-Motor 118, welcher den Spiegel auf seiner Achse über einen begrenzten Bereich dreht. Wie aus der Zeichnung gesehen werden kann, ist der Spiegel viel länger als er breit ist, und ist von einer geeigneten Länge, so dass der Lichtstrahl 111 von ihm bei der axialen Abtastung des Lichtstrahls auf jede Position reflektiert werden kann.
  • Eine Rückkopplungsschleife 129 verwendet die gemessene Differenz zwischen der Drehposition des Zylinders und einer erwarteten Position beim Beginn einer Abtastung, ebenso wie die gemessene Ausrichtung des Spiegels, um den Servo-Motor 118 zu treiben, welcher die Ausrichtung des Spiegels kontrolliert, und folglich den azimutalen Ort 116, wo der Lichtstrahl die Oberfläche des Zylinders trifft. Die Rückkopplungsschleife enthält einen Controller 124, welcher Signale bezüglich der Drehposition des Zylinders von einem Sensor 109 sowie Signale bezüglich der zeitlichen Lage der Abtastung von der Lichtquelle 110 empfängt.
  • Folglich kann der Controller 124 die Differenz zwischen der erwarteten und der tatsächlichen Drehposition des Zylinders beim Beginn einer jeden Abtastung bestimmen. Die Rückkopplungsschleife 129 enthält auch eine Spiegelregelung 120, welche eine Ausgabe vom Controller 124 nutzt, um den Servo-Motor 118 anzuweisen, wie weit und in welcher Richtung er den Spiegel dreht, und nutzt eine Rückkopplung von einem Sensor 122, welcher die Ausrichtung des Spiegels erfasst.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein fehlerkompensierendes System ähnlich dem in 1 gezeigten kann gut arbeiten, solange keine mechanischen Schwingungsmoden des langen Spiegels durch das Regelungssystem erregt werden.
  • Zum Beispiel, wenn eine bestimmte Gesamtbandbreite bei geschlossener Schleife für die Rückkopplungsschleife erwünscht ist und der Systempositionsfehler um einen großen Faktor vermindert werden soll, dann mag, um dies zu erreichen, eine hohe Verstärkung bei offener Schleife über den Frequenzbereich der Bandbreite bei geschlossener Schleife erforderlich sein. Zum Erreichen dieses Ziels, und um noch einen genügenden Phasenspielraum bei der Auslegung eines realen Regelungssystems mit geschlossener Schleife zu erhalten, ist die tatsächliche Bandbreite (BW) bei offener Schleife typischerweise viel höher als die BW bei geschlossener Schleife, zum Beispiel 3 bis 5 mal höher.
  • Wenn irgendeine Resonanz innerhalb eines Frequenzbereichs außerhalb der Bandbreite der geschlossenen Schleife besteht, zum Beispiel bis hinauf zu 10 bis 20 mal höher als die Bandbreite bei geschlossener Schleife, könnte dies in einer Schleifenverstärkung größer als 1 bei diesem hohen Frequenzbereich, mit positiver Rückkopplung, resultieren, somit eine positive Rückkopplung bewirken, die das Regelungssystem in Sättigung bringen könnte, resultierend in Schwingungen.
  • Damit eine durch positive Rückkopplung einer Torsionsschwingung (oder einer anderen) bewirkte Schwingung des Systems vermieden wird, muss die niedrigste (und vorherrschende) Schwingungsmode des Spiegels, allgemein eine Torsionsmode, bei einer Frequenz ausreichend oberhalb dieser Bandbreite auftreten, so dass die Verstärkung bei geschlossener Schleife für diese Mode kleiner als 1 ist.
  • Als ein Beispiel, bei dem Spiegel, der gegenwärtig bei dem HP INDIGO 1000 Pressedrucker verwendet wird, hat die Torsionsmode niedrigster Ordnung eine Frequenz von ungefähr 6.000 Hz. Wenn die geforderte Geschwindigkeit der Korrektur zunimmt (zum Beispiel, mit erhöhter Druckgeschwindigkeit), ist es wünschenswert, um eine gute Leistung der Rückkopplungsschleife zu erhalten, Information von dem optischen Sensor bei Frequenzen zu verwenden, die sich hinauf bis zu 6 kHz und darüber erstrecken. Dies kann in einer positiven Rückkopplung bei der Frequenz der ersten Torsionsmode resultieren, was zu unkontrollierter Torsionsschwingung des Spiegels führt.
  • Die positive Rückkopplung bei der Torsionsmode könnte, im Prinzip, vermieden werden durch Verwendung eines Kerbfilters (oder eine andere Methode), was die Amplitude des Sensorsignals bei Frequenzen nahe der Resonanzfrequenz vermindert. Jedoch verschlechtert eine solche Lösung auch noch die Leistung der Rückkopplungsschleife innerhalb des erwünschten Frequenzbereichs wegen der begrenzten Verstärkung, die verwendet werden kann, und des abträglichen Einflusses des Filters auf den Phasenspielraum. Darüber hinaus kann die Frequenz der ersten Torsionsmode des Spiegels mit verschiedenen Systemen variieren und kann sogar über die Zeit driften, so dass der Kerbfilter möglicherweise für jedes System individuell justiert und/oder periodisch neu justiert werden muss.
  • Ein Aspekt eines Ausführungsbeispiels der Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtung zur Rückkopplungsregelung der Ausrichtung einer fehlerkompensierenden Ablenkeinrichtung (welche, zum Beispiel, ein Spiegel, ein reflektierendes Prisma oder ein refraktives Prisma sein kann) bei einem Laserdrucker, wobei ein Sensor die Ausrichtung der Ablenkeinrichtung im wesentlichen an einem Knoten in der vorherrschenden Schwingungsmode, zum Beispiel einer Torsionsmode, misst. Anders als die Frequenz der ersten Torsionsmode, welche von Einheit zu Einheit variiert, ist die Position der Nullstelle in der ersten Torsionsmode fest, sie ist bei allen gemäß den gleichen Spezifikationen hergestellten Systemen im wesentlichen an der gleichen Position zu finden und driftet nicht mit der Zeit.
  • Durch Messen der Ausrichtung der Ablenkeinrichtung im wesentlichen bei einer Nullstelle der Torsionsmode wird eine positive Rückkopplung der Mode vermieden, und die Regelschleife kann eine gute Leistung erreichen. Wie es hier verwendet wird, bedeutet "im wesentlichen bei einer Nullstelle" nahe genug bei einer Nullstelle, so dass eine nicht-vernachlässigbare positive Rückkopplung der Mode vermieden wird. Der Ausdruck nicht-vernachlässigbar, wie er hier verwendet wird, ist eine Größe, welche eine Verstärkung bei geschlossener Schleife bewirkt, die hoch genug ist, um Schwingungen oder ein Klingeln zu bewirken. Typischerweise ist die Ablenkeinrichtung viel länger als sie breit ist und hat einen gleichförmigen Querschnitt, und die erste Torsionsmode hat eine Nullstelle, die sich nahe der Mitte der Ablenkeinrichtung befindet.
  • Für eine andersartige Ablenkeinrichtungskonfiguration können andere Schwingungsmoden eine positive Rückkopplung haben, und die Ausrichtung der Ablenkeinrichtung wird wahlweise im wesentlichen bei einer Nullstelle einer dieser Moden gemessen. Jedoch ist für einen bei dieser Art von System typischen (Ablenk-)Spiegel, der lang, dünn und in einer Weise gelagert ist, die es den Enden des Spiegels gestattet, sich frei zu drehen, aber sich nicht leicht axial oder lateral zu bewegen, die Mode niedrigster Frequenz, und die Mode, die am wahrscheinlichsten eine positive Rückkopplung aufweist, wahrscheinlich die erste Torsionsmode.
  • Somit wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Bilderzeuger geschaffen, mit:
    • a) einer fotoempfindlichen Oberfläche;
    • b) einer Lichtquelle, welche mindestens einen abtastenden Lichtstrahl erzeugt;
    • c) einer längsausgedehnten Ablenkeinrichtung, die mindestens eine Schwingungsmode aufweist, welche so angeordnet ist, dass sie den mindestens einen abtastenden Lichtstrahl auf die fotoempfindliche Oberfläche ablenkt;
    • d) einem Sensor, welcher die Ausrichtung der Ablenkeinrichtung misst;
    • e) einem Controller, der so arbeitet, dass er in Ansprache auf die Ausrichtungsmessung durch den Sensor einen Verschiebungsfehler des mindestens einen abtastenden Lichtstrahls auf der fotoempfindlichen Oberfläche bestimmt; und
    • f) einem Aktuator, der auf den Verschiebungsfehler anspricht und so angeordnet ist, dass er die Richtung der Ablenkung des mindestens einen Lichtstrahls durch die Ablenkeinrichtung ändert, wobei der Sensor so konfiguriert ist, dass er die Ausrichtung der Ablenkeinrichtung im wesentlichen an einer Nullstelle einer Schwingungsmode der Ablenkeinrichtung misst.
  • Wahlweise ist die fotoempfindliche Oberfläche eine bewegliche Oberfläche. Wahlweise bestimmt der Controller den Verschiebungsfehler relativ zu einer gewünschten Position der fotoempfindlichen Oberfläche. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die sich bewegende fotoempfindliche Oberfläche die Oberfläche eines rotierenden Zylinders. Optional umfasst die bewegliche fotoempfindliche Oberfläche die Oberfläche eines sich bewegenden Bandes.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Sensor ein optischer Sensor. Wahlweise umfasst der Sensor:
    • a) eine zweite Lichtquelle, welche einen zweiten Lichtstrahl erzeugt;
    • b) eine zweite Ablenkeinrichtung, die an der Ablenkeinrichtung oder an einem Träger der Ablenkeinrichtung befestigt ist, welche den zweiten Lichtstrahl ablenkt; und
    • c) einen optischen Positionssensor, welcher eine Position des abgelenkten zweiten Lichtstrahls misst.
  • Wahlweise umfasst die zweite Lichtquelle einen Laser, und der zweite Lichtstrahl trifft eine Oberfläche des optischen Positionssensors unter einem schrägen Winkel, um dadurch eine Reflexion des zweiten Lichtstrahls von dem optischen Positionssensor zurück in den Laser zu vermeiden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Vibrationsmode die niedrigstfrequente Schwingungsmode der Ablenkeinrichtung.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Schwingungsmode eine Torsionsmode.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt die Nullstelle im wesentlichen in der Mitte der Ablenkeinrichtung in Abtastrichtung.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Ablenkung des mindestens einen abtastenden Lichtstrahls durch ein Regelungssystem mit einer geschlossenen Schleife kontrolliert, das die Messung des Sensors als Rückkopplungssignal verwendet.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung würde die Rückkopplung bei der Frequenz der Schwingungsmode positiv sein, wenn der Sensor die Ablenkeinrichtung bei einem Maximum der Schwingungsmode messen würde.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Aktuator mit mindestens einem Ende der Ablenkeinrichtung in der Abtasteinrichtung verbunden und verdreht die Ablenkeinrichtung um eine im wesentlichen zu der Abtastrichtung parallele Achse, und wobei der Sensor die Ausrichtung der Ablenkeinrichtung misst.
  • Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die Ablenkeinrichtung ein Spiegel oder ein Prisma.
  • Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der Bilderzeuger ein Drucker oder ein Kopierer.
  • Weiterhin wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes auf einer fotoempfindlichen Oberfläche in einem Bilderzeuger geschaffen, wobei eine Quer-Abtast-Position einer Abtastzeile in Bezug auf die fotoempfindliche Oberfläche von einer erwarteten Position abweichen kann, wobei das Verfahren folgendes umfasst:
    • a) Ablenken eines Abtastungslichtstrahls unter Verwendung einer längsausgedehnten Ablenkeinrichtung, die mindestens eine Schwingungsmode aufweist, so dass der abgelenkte Abtastungslichtstrahl auf die fotoempfindliche Oberfläche fällt, um dadurch eine Vielzahl von Zeilen des Bildes zu erzeugen;
    • c) Ändern der Ausrichtung der Ablenkeinrichtung, um einen Fehler in der Quer-Abtast-Position der Zeilen auf der fotoempfindlichen Oberfläche, der durch die Abweichung bewirkt ist, zu korrigieren;
    • d) Messen der Ausrichtung der Ablenkeinrichtung; und
    • e) Kontrollieren der Änderung in der Ausrichtung der Ablenkeinrichtung in Ansprache auf die Messung der Ausrichtung der Ablenkeinrichtung, wobei die Messung der Ausrichtung der Ablenkeinrichtung an einem Ort auf der Ablenkeinrichtung in der Nähe einer Nullstelle einer Schwingungsmode der Ablenkeinrichtung vorgenommen wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die fotoempfindliche Oberfläche eine sich bewegende Oberfläche.
  • Wahlweise umfasst das Verfahren:
    • a) Messen der Position der fotoempfindlichen Oberfläche; und
    • b) Finden einer Differenz zwischen der gemessenen Position oder Ausrichtung und einer erwarteten Position oder Ausrichtung; wobei das Ändern der Ausrichtung der Ablenkeinrichtung ein Ändern der Ausrichtung um einen Betrag und in einer Richtung abhängig von der besagten Differenz umfasst.
  • Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung umfasst die sich bewegende fotoempfindliche Oberfläche die Oberfläche eines rotierenden Zylinders oder die Oberfläche eines sich bewegenden Bandes.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Messung optisch. Wahlweise umfasst die Messung:
    • a) Reflektieren eines zweiten Lichtstrahls von einer zweiten Ablenkeinrichtung, die an der Ablenkeinrichtung oder an einem Träger der Ablenkeinrichtung befestigt ist; und
    • b) Messen einer Position des reflektierten zweiten Lichtstrahls.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Schwingungsmode die niedrigstfrequente Schwingungsmode.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Schwingungsmode eine Torsionsmode.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt die Nullstelle im wesentlichen in der Mitte der Ablenkeinrichtung in der Abtastrichtung.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Ablenkung des mindestens einen abtastenden Lichtstrahls in einem Regelungssystem mit einer geschlossenen Schleife kontrolliert, das die Messung der Ablenkung als Rückkopplungssignal verwendet. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung würde die Rückkopplung bei der Frequenz der Schwingungsmode positiv sein, wenn die Messung an einem Ort der Ablenkeinrichtung bei einem Maximum der Schwingungsmode vorgenommen werden würde.
  • Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die Ablenkeinrichtung ein Spiegel oder ein Prisma.
  • Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der Bilderzeuger ein Drucker oder ein Kopierer.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den folgenden Abschnitten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, welche allgemein nicht maßstäblich sind.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines fotoempfindlichen Zylinders in einem Laserdrucker mit einem beweglichen Spiegel zur Fehlerkompensation, gemäß dem Stand der Technik; und
  • 2 ist eine Querschnittsansicht eines beweglichen Spiegels ähnlich dem in 1 gezeigten, und eines zum Messen der Ausrichtung des Spiegels verwendeten optischen Sensors, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • 2 zeigt einen Querschnitt eines beweglichen Spiegels 112 (als ein Beispiel einer Ablenkeinrichtung), sowie des in 1 gezeigten, der zum Kompensieren von Fehlern in der Drehposition eines fotoempfindlichen Zylinders verwendet wird, wie oben beschrieben. Im übrigen kann das System, bei welchem der Spiegel 112 verwendet werden kann, dem in 1 gezeigten ähnlich sein. Alternativ kann der Spiegel von 2 in einer Abtasteinrichtung verwendet werden, bei welcher eine Bewegung in der Quer-Abtast-Richtung durch den Spiegel selbst erzeugt wird. Während ein fotoempfindlicher Zylinder gezeigt ist, kann die fotoempfindliche Oberfläche auch die Oberfläche eines Bandes oder sogar einer ebenen oder gekrümmten Platte sein. Wie in 1 reflektiert ein Lichtstrahl 111 vom Spiegel auf einen Zylinder 108, und Änderungen in der Ausrichtung des Spiegels korrigieren einen Fehler in der Position des Strahls auf der Oberfläche des Zylinders. Der Spiegel in 2 hat ungefähr einen quadratischen Querschnitt, was eine größere Steifigkeit gegenüber Schwingungsmoden bringt als der in 1 gezeigte Querschnitt mit hohem Streckungsverhältnis. Alternativ hat der Spiegel einen Querschnitt wie der in 1 gezeigte, oder eine abweichende Querschnittsform. Der Querschnitt ist an einer axialen Position halbwegs zwischen den Enden des Spiegels genommen. Ein Sensor 222 misst die Ausrichtung des Spiegels 112 und stellt eine Eingabe für eine den Spiegel regelnde Rückkopplungsschaltung bereit, wie für 1 beschrieben. Im Gegensatz zu 1, wo der Sensor 122 sich nahe dem Ende des Spiegels befindet, wo die Amplitude der ersten Schwingungsmode nahe ihrem Maximum ist, misst der Sensor 222 die Spiegelposition oder den Winkel bei oder nahe einer Nullstelle der ersten Schwingungsmode, wo die Ablenkeinrichtung nicht durch die Schwingung beeinflusst ist, und somit gegenüber dieser Mode unempfindlich ist. Folglich gibt es keine nicht-vernachlässigbare positive Rückkopplung bei der Frequenz der ersten Schwingungsmode, welche zu unkontrollierten Torsionsschwingungen des Spiegels führen kann.
  • Der Sensor 222 arbeitet durch Reflektieren eines Lichtstrahls 202 weg von einem kleinen Spiegel 204, der am beweglichen Spiegel 112 starr befestigt ist, zum Beispiel an der Rückseite des Spiegels 112, wo er die Reflexion des Lichtstrahls 111 weg von der Fläche des Spiegels 112 nicht stören wird.
  • Eine Laserdiode 206 erzeugt den Lichtstrahl 202, welcher von dem kleinen Spiegel 204 weg reflektiert wird. Wahlweise ist ein zweiter kleiner Spiegel 208 am Sensor 222 montiert, und der Lichtstrahl 202 reflektiert ein oder mehrere Male zwischen den Spiegeln 204 und 208, bevor er eine Apertur 210 erreicht. Wahlweise hat die Apertur 210 eine Linse, welche den Lichtstrahl 202 auf einen Detektor 212 fokussiert, welcher, zum Beispiel, ein positionsempfindlicher Detektor (PSD) ist. Alternativ trifft der Lichtstrahl 202 den PSD 212 direkt, ohne Fokussierung. Der PSD 212 erzeugt ein Ausgabesignal abhängig von der Position, wo der Lichtstrahl 202 den PSD 212 trifft. Diese Position hängt ab vom Winkel der Ausrichtung des Spiegels 204, und folglich vom Winkel der Ausrichtung des Spiegels 112. Folglich hängt das Ausgabesignal des Sensors 222 von der Ausrichtung des Spiegels 112 ab.
  • Wahlweise reflektiert der Lichtstrahl 202 nur einmal vom Spiegel 204 und geht direkt zur Linse 210, ohne Reflexion vom Spiegel 208. Jedoch, wenn man den Lichtstrahl 202 vom Spiegel 208 reflektieren und dann wieder vom Spiegel 204 reflektieren lässt, macht dies die Position des Lichtstrahls 202 auf dem PSD 212 empfindlicher für die Ausrichtung des Spiegels 204, und die Empfindlichkeit ist um so größer, je öfter der Lichtstrahl 202 zwischen dem Spiegel 204 und dem Spiegel 208 umgelenkt wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Einfallswinkel des Lichtstrahls auf den PSD von der Normale verschieden, um eine Reflexion zurück in den Laser zu vermeiden. Alternativ oder zusätzlich wird der Strahl nicht fokussiert, um die Stärke irgendeiner Reflexion zurück in den Laser zu reduzieren. Das Vorhandensein solcher Reflexion zurück in den Laser kann ein Modenspringen bewirken. Eine gewisse Defokussierung kann hilfsreich sein beim Reduzieren abträglicher Effekte einer ungleichmäßigen Empfindlichkeit des PSD mit der Position.
  • Optional wird jedwede andere im Stande der Technik bekannte Einrichtung verwendet, um die Position des Lichtstrahls 202 zu erfassen, anstelle einen PSD, so wie den gezeigten, zu verwenden. Zum Beispiel, Verwenden eines geteilten Detektors, wo die Hälfte der Leistung des Lichtstrahls 202 auf jede von zwei Seite an Seite angeordneten Fotozellen fällt, und die Differenz im Ausgangssignal der zwei Fotozellen ein Maß für die Position des Zentrums des Lichtstrahls 202 bildet. Wahlweise wird eine andere Lichtquelle als eine Laserdiode verwendet.
  • Alternativ macht der Sensor 222, anstelle dass er ein optischer Sensor ist, Gebrauch von jedweder anderer im Stande der Technik bekannten Methode zum Messen der Ausrichtung des Spiegels 112. Zum Beispiel ist der Sensor 222 ein kapazitiver oder induktiver Näherungssensor, welcher die Entfernung eines an der Rückseite des Spiegels 112 fixierten Ziels misst, oder der Sensor 222 umfasst einen Dehnungsmessstreifen, von dem ein Ende mit dem Spiegel 112 in Berührung ist. Oder, der Sensor 222 ist ein optischer Sensor, der jedoch von Interferrometrie Gebrauch macht, um die Entfernung zu einem am Spiegel 112 angebrachten Ziel zu messen. Die Verwendung eines optischen Sensors und eines PSD, wie oben beschrieben, hat den potentiellen Vorteil, dass der Sensor 222 einen relativ weiten Messbereich hat, und nicht in mechanischem Kontakt mit dem Spiegel 112 stehen, oder auch nur dem Spiegel 112 sehr nahe sein braucht. Die mit anderen Erfassungsmethoden mögliche größere Präzision mag nicht erforderlich sein, und in jedem Falle kann die Präzision vergrößert werden, wenn notwendig, durch Ändern der Geometrie des Sensors, um die Anzahl von Umlenkungen zwischen dem Spiegel 204 und dem Spiegel 208 zu vergrößern.
  • Wahlweise justiert der Spiegel 112 die Position des reflektierten Lichtstrahls 111 auf dem Fotorezeptor durch Translation, anstelle oder zusätzlich zu einer Verdrehung. In diesem Falle misst der Sensor 222 wahlweise die Position des Spiegels 112, oder einer geeigneten Kombination von Position und Ausrichtung, anstelle dass er nur die Ausrichtung misst.
  • Die Erfindung ist im Zusammenhang mit der besten Weise, um sie auszuführen, beschrieben worden. Es sollte verstanden werden, dass gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung nicht alle in der Zeichnung gezeigten oder in dem zugehörigen Text beschriebenen Merkmale bei einer tatsächlichen Einrichtung vorhanden sein brauchen. Weiterhin sind Variationen an dem Verfahren und der gezeigten Einrichtung innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung enthalten, welcher nur durch die Ansprüche begrenzt ist. Auch können Merkmale eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung vorgesehen werden. Wie sie hier verwendet werden, bedeuten die Ausdrücke "aufweisen", "enthalten" und "umfassen" oder deren Zusammensetzungen "enthalten, aber nicht darauf beschränkt".

Claims (10)

  1. Bilderzeuger mit: a) einer fotoempfindlichen Oberfläche (108); b) einer Lichtquelle (111), welche mindestens einen abtastenden Lichtstrahl erzeugt; c) einer längsausgedehnten Ablenkeinrichtung (112), die mindestens eine Schwingungsmode aufweist, welche so angeordnet ist, dass sie den mindestens einen abtastenden Lichtstrahl auf die fotoempfindliche Oberfläche (108) ablenkt; d) einem Sensor (222), welcher die Ausrichtung der Ablenkeinrichtung (112) misst; e) einem Controller (124), der so arbeitet, dass er in Ansprache auf die Ausrichtungsmessung durch den Sensor (222) einen Verschiebungsfehler des mindestens einen abtastenden Lichtstrahls auf der fotoempfindlichen Oberfläche (108) bestimmt; und f) einem Aktuator (118), der auf den Verschiebungsfehler anspricht und so angeordnet ist, dass er die Richtung der Verschiebung des mindestens einen Lichtstrahls durch die Ablenkeinrichtung (112) ändert, wobei der Sensor (222) so konfiguriert ist, dass er die Ausrichtung der Ablenkeinrichtung (112) im Wesentlichen an einer Nullstelle einer Schwingungsmode der Ablenkeinrichtung (112) misst.
  2. Bilderzeuger nach Anspruch 1, wobei die fotoempfindliche Oberfläche (108) eine bewegliche Oberfläche ist und wobei der Controller (124) den Verschiebungsfehler relativ zu einer gewünschten Position der fotoempfindlichen Oberfläche (108) misst.
  3. Bilderzeuger nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sensor (222) ein optischer Sensor (222) ist.
  4. Bilderzeuger nach Anspruch 3, wobei der Sensor (222) folgendes umfasst: a) eine zweite Lichtquelle (206), welche einen zweiten Lichtstrahl (202) erzeugt; b) eine zweite Ablenkeinrichtung (204), die an der Ablenkeinrichtung (112) oder an einem Träger der Ablenkeinrichtung (112) befestigt ist, welche den zweiten Lichtstrahl (202) ablenkt; und c) einen optischen Positionssensor (212), welcher eine Position des abgelenkten zweiten Lichtstrahls (202) misst.
  5. Bilderzeuger nach Anspruch 4, wobei die zweite Lichtquelle (206) einen Laser umfasst, und der zweite Lichtstrahl (202) eine Oberfläche des optischen Positionssensors (212) unter einem schrägen Winkel trifft, um dadurch eine Reflexion des zweiten Lichtstrahls (202) von dem optischen Positionssensor (212) zurück in den Laser zu vermeiden.
  6. Bilderzeuger nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die Schwingungsmode die niedrigstfrequente Schwingungsmode der Ablenkeinrichtung (112) ist oder wobei die Schwingungsmode eine Torsionsmode ist.
  7. Bilderzeuger nach einem der Ansprüche 1–6, wobei die Nullstelle im wesentlichen im Zentrum der Ablenkeinrichtung (112) in Abtastrichtung liegt.
  8. Bilderzeuger nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die Ablenkung des mindestens einen abtastenden Lichtstrahls durch ein Regelsystem mit einer geschlossenen Schleife kontrolliert wird, wobei die Messung des Sensors (222) als Rückkopplungssignal verwendet wird.
  9. Bilderzeuger nach einem der Ansprüche 1–8, wobei der Aktuator (118) mit mindestens einem Ende der Ablenkeinrichtung (112) in der Abtastrichtung verbunden ist und die Ablenkeinrichtung (112) um eine im Wesentlichen zu der Abtastrichtung parallele Achse verdreht, und wobei der Sensor (222) die Ausrichtung der Ablenkeinrichtung (112) misst.
  10. Verfahren zum Erzeugen eines Bildes auf einer fotoempfindlichen Oberfläche (108) in einem Bilderzeuger, wobei eine Quer-Abtast-Position einer Abtastzeile in Bezug auf die fotoempfindliche Oberfläche (108) von einer erwarteten Position abweichen kann, wobei das Verfahren umfasst: a) Ablenken eines Abtastungslichtstrahls unter Verwendung einer längsausgedehnten Ablenkeinrichtung (112), die mindestens eine Schwingungsmode aufweist, so dass der abgelenkte Abtastungslichtstrahl auf die fotoempfindliche Oberfläche (108) fällt, um dadurch eine Vielzahl von Zeilen des Bildes zu erzeugen; c) Ändern der Ausrichtung der Ablenkeinrichtung (112), um einen Fehler in der Quer-Abtast-Position der Zeilen auf der fotoempfindlichen Oberfläche (108), der durch die Abweichung bewirkt ist, zu korrigieren; d) Messen der Ausrichtung der Ablenkeinrichtung (112); und e) Kontrollieren der Änderung in der Ausrichtung der Ablenkeinrichtung (112) in Ansprache auf die Messung der Ausrichtung der Ablenkeinrichtung (112), wobei die Messung der Orientierung der Ablenkeinrichtung (112) an einem Ort auf der Ablenkeinrichtung (112) in der Nachbarschaft einer Nullstelle einer Schwingungsmode der Ablenkeinrichtung (112) vorgenommen wird.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090255423A1 (en) * 2008-04-09 2009-10-15 Jose Valls Printing Device For Printing Cylindrical or Spherical Objects
WO2021066803A1 (en) * 2019-09-30 2021-04-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Actuator for an optical element

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57114116A (en) * 1981-01-07 1982-07-15 Canon Inc Image forming device
US4750045A (en) * 1985-08-15 1988-06-07 Fuji Photo Film Co., Ltd. Light beam scanning system
US5268687A (en) 1990-07-30 1993-12-07 Spectrum Sciences B.V. Laser scanning apparatus
US6380649B1 (en) * 1999-11-02 2002-04-30 Gsi Lumoniss Corporation Galvanometer unit
DE10002196A1 (de) * 2000-01-19 2001-07-26 Heidelberger Instr Mikrotechni Methode zur Positionsregelung von Drehspiegeln mittels einer optischen Spiegelpositionsbestimmung
DE10122484A1 (de) * 2001-05-09 2002-11-28 Heidelberger Druckmasch Ag Verfahren und Vorrichtung zur Belichtung von Druckformen
KR100445120B1 (ko) * 2002-06-20 2004-08-21 삼성전자주식회사 동기신호 검출장치

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